分子配向場におけるポリペプチド二次構造の光制御

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01604511
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 上野 昭彦 東北大学, 薬学部, 助教授 (50091658)
• 研究分担者: 小林 長夫 東北大学, 薬学部, 助手 (60124575)
• キーワード: ポリペプチド / アゾベンゼン / α-ヘリックス / 光異性化 / 円偏光二色性 / コンホメ-ション

研究概要

光受容残基と長鎖アルキル基の両者を含有するポリペプチドを合成し、光による二次構造変動について検討した。n-オクタデシルーL-アスパルテ-トとP-フェニルアゾベンジルーL-アスパルテ-トとの共重合体のうち、溶液中で最大の光誘起二次構造変化を示したアゾベンゼン89%のポリマ-について、フィルム状態での光応答挙動を25℃で検討した。可塑剤無添加のフィルムでは、光異性化は進行するが光による二次構造の変化は困難で会った。ポリマ-と可塑剤の重量比が1:0、1:2、1:12、1:60のフィルムを作製し、光による二次構造変化を検討したところ、220nm近傍の円偏光二色性スペクトルは、1:0、1:2、1:12のフィルムについては光照射による変化は微小であったが、1:60のフィルムについては左巻ヘリックスのピ-ク強度が約20%減少した。かくして、環境を柔らかくすれば、二次構造変動が可能であることが示された。新しい膜類似光応答ポリペプチドとして、アゾベンゼンが長いアルキル鎖をもつ共重合体を合成した。ポリーγ-メチ-ル-L-グルタメ-トと(p-ドデシロキシ)フェニルアゾベンジルアルコ-ルを用い、エステル交換反応によりアゾベンゼン含量19、26、46%の共重合体が得られている。アゾベンゼン含量19、46%の共重合体について二次構造の温度依存性を検討したところ、いずれの共重合体も、20℃では右巻α-ヘリックスの円偏光二色性のパタ-ンを示すがその強度は昇温により減少した。特に、アゾベンゼン含量46%のポリマ-では、60℃以上で顕著な不安定化が観察された。興味深いことに、20、40、80℃で余り光の効果が見られないのに、60℃では光照射により二色性強度が32%も減少した。このポリマ-は、60近傍で、安定-不安定のバランスが微妙になっており、側鎖の構造変化によって大きな二次構造変化が起こったものと推測される。

研究成果

• [文献書誌] Akihiko Ueno: "Temperature-induced Reversal in Helix Sense of Poly-aspartates in Solid Film" Makromol.Chem.Rapid Commun.
• [文献書誌] Akihiko Ueno: "Photoinduced Conformational Changes of Azoaromatic Polyaspartates Containing Octadecyl Side Chains" J.Polym.Sci.,Plym.Chem.Ed.
• [文献書誌] Akihiko Ueno: "Exciton Coupling,Intramolecular Self-Complexation,and Host-Guest Complex Formation of 6A,6x-Bis(Anthracene-9-Carbonyl)Derivatives of Cyclomaltooctaose" Carbohydr.Res.192. 173-180 (1989)
• [文献書誌] Chieh-Wu Chen: "Photo-switchable Ion and Enzyme Sensors.Photoinduced Potentiometric Response of Glassy Carbon Electrode Coated with Polymer or Polymer/Enzyme Dual Membrane" Chem.Pharm.Bull.37. 3316-3319 (1989)
• [文献書誌] Iwao Suzuki: "Marked Differences in Molecular Association Behavior between Two Regioisomers of γ-Cyclodextrin Derivatives Bearing a Pyrenecarbonyl Moiety at C-2 and C-3" Chem.Lett.2013-2016 (1989)
• [文献書誌] Yasushi Hasebe: "Photo-excitable Membranes.Ion-Selective Photoresponse of Poly(vinyl chloride)/Spirobenzopyran Membranes Doped with Nonactin and Valinomycin" Chem.Pharm.Bull.37. 1307-1310 (1989)